KR20150050511A - A method of manufacturing separator for electrochemical device and separator for electrochemical device manufactured thereby - Google Patents

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Abstract

A manufacturing method of a separation film for an electrochemical device according to an embodiment of the present invention comprises; a step of excluding a resin composition containing polyolefin and a plasticizer; a step of obtaining a polyolefin film by elongating the resin composition; a step of obtaining a porous polyolefin film by extracting the plasticizer from the plasticizer film; a step of coating slurry for the formation of a porous coating layer on at least one side of the porous polyolefin film; and a step of obtaining a complex separating film wherein the porous coating layer is formed by thermal-fixating the porous polyolefin film wherein the slurry is coated. According to an embodiment of the present invention, processes of thermal fixation/winding and slitting/unwinding executed between a plasticizer extracting process and a slurry coating process can be omitted dramatically by manufacturing a separating film in the order of an extruding process, an elongation process, the plasticizer extracting process, the slurry coating process, and a thermal fixation process.

Description

전기화학소자용 분리막의 제조방법 및 그로부터 제조된 전기화학소자용 분리막{A method of manufacturing separator for electrochemical device and separator for electrochemical device manufactured thereby}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a separator for electrochemical devices and a separator for electrochemical devices manufactured therefrom,

본 발명은 전기화학소자용 분리막의 제조방법 및 그로부터 제조된 전기화학소자용 분리막에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 보다 향상된 기계적/열적 성능을 갖게 되는 전기화학소자용 분리막의 제조방법 및 그로부터 제조된 전기화학소자용 분리막에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a separator for electrochemical devices and a separator for electrochemical devices manufactured therefrom, and more particularly to a process for producing a separator for electrochemical devices having improved mechanical / thermal performance and a process for producing And a separation membrane for chemical devices.

최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기화학소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다.Recently, interest in energy storage technology is increasing. As the application fields of cell phones, camcorders, notebook PCs and even electric vehicles are expanding, efforts for research and development of electrochemical devices are becoming more and more specified.

전기화학소자는 이러한 측면에서 가장 주목 받고 있는 분야이고 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있으며, 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서 용량 밀도 및 비에너지를 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구개발로 진행되고 있다.Electrochemical devices have attracted the greatest attention in this respect, among which the development of rechargeable secondary batteries has become a focus of attention. In recent years, in order to improve the capacity density and specific energy in developing such batteries, And research and development on the design of the battery.

이러한 전기화학소자에 있어서 안전성의 평가 및 확보는 매우 중요하다. 가장 중요한 고려 사항은 전기화학소자가 오작동시 사용자에게 상해를 입혀서는 안 된다는 것이며, 이러한 목적으로 안전규격은 전기화학소자 내의 발화 및 발연 등을 엄격히 규제하고 있다. 전기화학소자의 안전성 특성에 있어서, 전기화학소자가 과열되어 열폭주가 일어나거나 분리막이 관통될 경우에는 폭발을 일으키게 될 우려가 크다. 특히, 전기화학소자의 분리막으로서 통상적으로 사용되는 폴리올레핀 다공성 기재는 재료적 특성과 연신을 포함하는 제조공정 상의 특성으로 인하여 150℃ 이상의 온도에서 극심한 열수축 거동을 보임으로서, 캐소드와 애노드 사이의 단락을 일으키는 문제점이 있다.It is very important to evaluate and secure safety in such an electrochemical device. The most important consideration is that the electrochemical device should not injure the user in case of malfunction. For this purpose, the safety standard strictly regulates the ignition and fuming in the electrochemical device. In the safety characteristics of the electrochemical device, there is a high possibility that the electrochemical device will be overheated to cause thermal runaway or explosion if the separator is penetrated. Particularly, a polyolefin porous substrate, which is typically used as a separator of an electrochemical device, exhibits extreme heat shrinkage behavior at a temperature of 150 DEG C or more due to characteristics of the manufacturing process including material properties and elongation, There is a problem.

이를 해결하기 위해, 다수의 기공을 갖는 폴리올레핀 다공성 기재의 적어도 일면에 무기물 입자 또는 유기물 입자와 바인더 고분자를 포함하는 슬러리가 코팅되어 있는, 다공성 코팅층을 포함하는 복합 분리막이 제안되었다. 이러한 복합 분리막에서는 폴리올레핀 다공성 기재에 코팅된 코팅층 내의 무기물/유기물 입자들이 코팅층의 물리적 형태를 유지할 수 있는 지지대 역할을 하여서, 리튬이온전지 과열시 폴리올레핀 다공성 기재가 열수축되는 것을 억제하게 된다. In order to solve this problem, a composite membrane including a porous coating layer having a porous substrate coated with a slurry containing inorganic particles or organic particles and a binder polymer on at least one surface of a polyolefin porous substrate having a plurality of pores has been proposed. In such a composite separator, the inorganic / organic particles in the coating layer coated on the polyolefin porous substrate serve as a support for maintaining the physical form of the coating layer, thereby suppressing the heat shrinkage of the polyolefin porous substrate when the lithium ion battery is overheated.

도 1을 참조하면, 이러한 분리막을 제조하기 위한 종래의 공정은, 폴리올레핀 수지 조성물을 압출하는 단계, 압출된 수지 조성물을 연신하여 시트 상의 필름을 수득하는 단계, 얻어진 분리막으로부터 가소제를 추출하여 다공성 필름을 수득하는 단계, 다공성 필름을 열고정 시키는 단계, 열고정이 이루어진 다공성 필름을 1차 와인딩/슬리팅 하는 단계, 언와인딩 하는 단계, 코팅 슬러리를 적용하는 단계, 코팅 슬러리를 건조시키는 단계, 2차 와인딩/슬리팅 하는 단계 및 제품을 포장하는 단계로 이루어졌다.1, the conventional process for producing such a separation membrane comprises a step of extruding a polyolefin resin composition, a step of stretching an extruded resin composition to obtain a sheet-like film, a step of extracting a plasticizer from the obtained separation membrane, A step of heat-setting the porous film, a step of first winding / slitting the heat-set porous film, a step of unwinding, a step of applying the coating slurry, a step of drying the coating slurry, a step of winding the secondary winding / A step of slitting and a step of packaging the product.

이러한 종래의 공정에 따르는 경우, 상기 열고정 공정은 폴리올레핀 필름이 용융되지 않을 정도의 온도에서 이루어져야 하는 제한이 따르게 된다. 또한 다공성 기재 상에 슬러리를 코팅하여 건조한 이후에는 구조적 안정화가 파괴될 우려 때문에 추가적인 열고정 공정을 진행하기 어려운 문제점이 있다.According to this conventional process, the heat setting process is limited to a temperature at which the polyolefin film is not melted. Further, after the slurry is coated on the porous substrate and dried, there is a problem that it is difficult to perform the additional heat fixation process because structural stability may be destroyed.

한편, 일본 특허 제5543715호는 (i) 폴리올레핀 수지와 가소제, 또는 폴리올레핀 수지와 가소제와 무기제를 용융 혼련해 밀어내는 공정, (ii) 얻어진 압출물을 연신하는 공정, (iii) 가소제 또는 가소제와 무기제를 추출하는 공정을 포함한 비수전해액 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에 관해 개시하고 있다. 하지만, 이는 다공성 기재를 형성한 후에 무기물 입자 등의 슬러리를 코팅하는 방식이 아니므로, 슬러리 코팅과 열고정 단계의 순서 및 이의 구체적인 조건 등에 대해서 언급하고 있지 않다.On the other hand, Japanese Patent No. 5543715 discloses a process for producing a polyolefin resin by the steps of (i) melt kneading and extruding a polyolefin resin, a plasticizer or a polyolefin resin, a plasticizer and an inorganic agent, (ii) a step of stretching the obtained extrudate, (iii) A separator for a nonaqueous electrolyte battery including a step of extracting an inorganic agent. However, since this is not a method of coating a slurry of inorganic particles or the like after forming the porous substrate, the order of the slurry coating and the heat fixing step and the specific conditions thereof are not mentioned.

또한, 한국 등록특허 10-0406690는 전기화학소자용 분리막으로서 사용되는 다성분계 필름이 ⅰ) 고분자 지지층 필름을 제공하는 단계; ⅱ) 겔화 고분자를 용매에 용해하여 겔화 고분자 용액을 제조하는 단계; ⅲ) 상기 ⅱ)단계의 겔화 고분자 용액으로부터 상기 ⅰ)단계의 지지층 필름의 한 면 또는 양면에 겔화 고분자층을 형성시켜 다층 필름을 제조하는 단계; 및 ⅳ) 상기 ⅲ)단계의 다층 필름을 연신한 후 열 고정하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된다고 개시하고 있다. 하지만, 이 문헌에서는 다공성 기재 상에 겔화 고분자 용액을 코팅하여 겔화 고분자 층을 형성하고 있을 뿐이며, 유기물 입자 또는 무기물 입자를 포함하는 슬러리를 코팅하여 다공성 코팅층을 형성하는 단계에 대해서는 개시하고 있지 않는다. 또한, 이 문헌에서는 고분자 지지층 필름 상에 겔화 고분자층을 먼저 코팅한 후에, 얻어진 다층 필름을 연신 및 열고정하고 있어, 유기물 입자 및/또는 무기물 입자를 포함하는 다공성 코팅층이 구비된 복합 필름의 경우 코팅 후 연신을 할 때 TD 방향으로 코팅층에 크랙이 발생하는 등의 문제가 있어 적용하는데 한계가 있다. Korean Patent No. 10-0406690 discloses a multi-component film used as a separator for an electrochemical device, comprising: i) providing a polymer support layer film; Ii) dissolving the gelled polymer in a solvent to prepare a gelled polymer solution; Iii) forming a gelated polymer layer on one side or both sides of the support layer film of step i) from the gelled polymer solution of step ii) to produce a multilayered film; And iv) stretching the multilayer film of step iii) and thermally fixing the multilayer film. However, this document does not disclose a step of forming a porous polymer layer by forming a gelled polymer layer on a porous substrate, and forming a porous coating layer by coating a slurry containing organic particles or inorganic particles. Further, in this document, in the case of a composite film having a porous coating layer comprising organic particles and / or inorganic particles, the resulting multilayered film is first stretched and fixed after coating the polymeric support layer film on the gelated polymer layer, There is a problem that cracks are generated in the coating layer in the TD direction when stretching, which is a limitation in application.

일본 특허 제5543715호 (2014. 7. 9)Japanese Patent No. 5543715 (Apr. 9, 2014) 한국 등록특허 10-0406690 (2003. 11. 21)Korean Patent No. 10-0406690 (November 21, 2003)

본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다공성 코팅층이 형성된 복합 분리막이 구조적으로 보다 안정화되고, 공정 비용이 절감되며, 생산 수율을 향상할 수 있는 전기화학소자용 분리막의 제조방법을 제공하는 것이다.DISCLOSURE Technical Problem The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a composite membrane in which a porous coating layer is structurally stabilized, a process cost is reduced, And to provide a method for producing a separation membrane for a device.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 위에서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other technical subjects not mentioned above can be understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, According to an aspect of the present invention,

폴리올레핀과 가소제를 함유하는 수지 조성물을 압출하는 단계; 압출된 상기 수지 조성물을 연신하여 폴리올레핀 필름을 수득하는 단계; 수득된 상기 폴리올레핀 필름으로부터 상기 가소제를 추출하여 다공성 폴리올레핀 필름을 수득하는 단계; 상기 다공성 폴리올레핀 필름의 적어도 일 면에 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 코팅하는 단계; 및 상기 슬러리가 코팅된 다공성 폴리올레핀 필름을 열고정하여 다공성 코팅층이 형성된 복합 분리막을 수득하는 단계를 포함하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법이 제공된다.Extruding a resin composition containing a polyolefin and a plasticizer; Stretching the extruded resin composition to obtain a polyolefin film; Extracting the plasticizer from the obtained polyolefin film to obtain a porous polyolefin film; Coating at least one surface of the porous polyolefin film with a slurry for forming a porous coating layer; And a step of thermally fixing the porous polyolefin film coated with the slurry to obtain a composite separator having a porous coating layer formed thereon.

상기 압출된 상기 수지 조성물의 연신은 MD 방향 또는 TD 방향으로 1회 이상의 일축 연신을 하거나, MD 방향 및 TD 방향으로 1회 이상 이축 연신을 하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.Wherein the extruded resin composition is subjected to uniaxial stretching at least once in the MD direction or TD direction or by biaxial stretching at least once in the MD and TD directions.

상기 열고정의 온도는, Tm - 1℃ 이하이고, 이때 Tm은 상기 폴리올레핀의 융점일 수 있다.The temperature of the open and defined temperature is not more than Tm - 1 DEG C, and Tm may be the melting point of the polyolefin.

상기 열고정의 온도는 131℃ 내지 134℃일 수 있다.The open and defined temperature may be 131 ° C to 134 ° C.

상기 열고정은 상기 다공성 폴리올레핀 필름에 코팅된 슬러리의 표면에 대하여 수직 방향으로 향하는 열원을 이용하여 실시될 수 있다.The heat setting may be performed using a heat source oriented in a direction perpendicular to the surface of the slurry coated on the porous polyolefin film.

상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 폴리부틸렌; 폴리펜텐: 폴리헥센: 폴리옥텐: 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 4-메틸펜텐, 헥센, 옥텐 중 1종 이상의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.Wherein the polyolefin is selected from the group consisting of polyethylene; Polypropylene; Polybutylene; Polypentene: polyhexene: polyolefin: at least one copolymer of ethylene, propylene, butene, pentene, 4-methylpentene, hexene, and octene, or a mixture thereof.

상기 가소제는 파라핀 오일, 광유, 왁스, 대두유, 프탈산 에스테르류, 방향족 에테르류, 탄소수 10 내지 20개의 지방산류; 탄소수 10 내지 20개의 지방산알코올류; 및 지방산 에스테르류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.Examples of the plasticizer include paraffin oil, mineral oil, wax, soybean oil, phthalic acid esters, aromatic ethers, fatty acids having 10 to 20 carbon atoms; Fatty acid alcohols having 10 to 20 carbon atoms; And fatty acid esters.

상기 다공성 폴리올레핀 필름의 두께는 5 내지 50 ㎛이고, 기공 크기 및 기공도는 각각 0.01 내지 50 ㎛ 및 10 내지 95%일 수 있다.The porous polyolefin film may have a thickness of 5 to 50 탆, a pore size and a porosity of 0.01 to 50 탆 and 10 to 95%, respectively.

상기 다공성 코팅층 형성용 슬러리는, 무기물 입자 및 유기물 입자 중 1종 이상의 입자, 바인더 고분자 및 용매를 포함할 수 있다.The slurry for forming a porous coating layer may include at least one of inorganic particles and organic particles, a binder polymer, and a solvent.

상기 바인더 고분자는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸풀루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 풀루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose), 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체 (acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer), 폴리이미드(polyimide) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The binder polymer may be at least one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-co-trichlorethylene, polymethylmethacrylate, Polybutylene terephthalate, polybutyl acrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, polyethylene oxide (polyethylene) oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylpolyvinylalcohol, No ethylcellulose But are not limited to, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, carboxyl methyl cellulose, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, polyimide, Or a mixture thereof.

상기 무기물 입자는 유전율 상수는 5 이상, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The inorganic particles may be inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, lithium ion transferring ability, or a mixture thereof.

상기 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자는 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more include BaTiO 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT), Pb 1 -x La x Zr 1 -y Ti y O 3 (PLZT), PB (Mg 3 Nb 2/3 ) 3 O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), hafnia (HfO 2 ), SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2, SiC Or a mixture thereof.

상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자가 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0<x<2, 0<y<3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 <x<2, 0<y<1, 0<z<3), (LiAlTiP)xOy 계열 글래스(glass) (0<x<4, 0<y<13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0<x<2, 0<y<3), 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), 리튬나이트라이드(LixNy, 0<x<4, 0<y<2), SiS2 계열 glass(LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4), P2S5 계열 glass(LixPySz, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.Wherein the inorganic particles having lithium ion transferring ability are lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), lithium aluminum titanium phosphate (Li x Al y Ti z (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <1, 0 <z <3), (LiAlTiP) x O y series glass (0 < 0 <y <13), lithium lanthanum titanate (Li x La y TiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), lithium germanium thiophosphate (Li x Ge y P z S w , x <4, 0 <y < 1, 0 <z <1, 0 <w <5), lithium nitrides (Li x N y, 0 < x <4, 0 <y <2), SiS 2 based glass ( Li x Si y S z, 0 <x <3, 0 <y <2, 0 <z <4), P 2 S 5 based glass (Li x P y S z , 0 <x <3, 0 <y < 3, 0 < z < 7), or a mixture thereof.

상기 유기물 입자가 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 셀룰로오스, 셀룰로오스 변성체, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아라미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 부틸아크릴레이트와 에틸메타아크릴레이트의 공중합체 또는 이들의 혼합물일 수 있다.Wherein the organic particles are selected from the group consisting of polystyrene, polyethylene, melamine resin, phenol resin, cellulose, cellulose modified product, polypropylene, polyester, polyphenylene sulfide, polyaramid, polyamideimide, polyimide, butyl acrylate, &Lt; / RTI &gt; or mixtures thereof.

상기 무기물 입자 및 유기물 입자의 평균입경은 각각 독립적으로 0.001 내지 10 ㎛일 수 있다.The average particle diameters of the inorganic particles and the organic particles may independently be 0.001 to 10 탆.

상기 복합 분리막을 와인딩 및 슬리팅 하는 단계를 더 포함할 수 있다.And winding and slitting the composite separator.

상기 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 코팅하는 단계 전에는 열고정하는 단계 및 와인딩 및 슬리팅 하는 단계를 포함하지 않을 수 있다.The step of coating the slurry for forming a porous coating layer may not include the step of heat setting and the step of winding and slitting.

상기 와인딩 및 슬리팅이 완료된 복합 분리막을 포장하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include packaging the composite separator having completed the winding and slitting.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상술한 제조방법에 의해 제조된 전기화학소자용 분리막이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a separation membrane for an electrochemical device produced by the above-described production method.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 캐소드, 애노드, 및 캐소드와 애노드 사이에 개재되는 분리막을 포함하되, 상기 분리막은 상술한 전기화학소자용 분리막인 전기화학소자가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrochemical device including a cathode, an anode, and a separator interposed between the cathode and the anode, wherein the separator is the separator for the electrochemical device.

상기 전기화학소자는 리튬 이차전지일 수 있다.The electrochemical device may be a lithium secondary battery.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 압출 공정, 연신 공정, 가소제 추출 공정, 슬러리 코팅 공정, 및 열고정 공정의 순으로 분리막을 제조함으로써, 종래의 가소제 추출 공정 및 슬러리 코팅 공정 사이에 실시되던 열고정/와인딩 및 슬리팅/언와인딩의 공정을 획기적으로 생략할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the separation membrane is manufactured in the order of the extrusion process, the drawing process, the plasticizer extraction process, the slurry coating process, and the heat setting process, / The process of winding and slitting / unwinding can be skipped drastically.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬러리 코팅 후 열고정 공정을 도입하여, 복합 분리막의 물성 개선, 생산 비용의 절감, 고품질화, 생산 수율의 향상, 초광폭 코팅의 구현, 공간 활용 등의 다양한 장점을 가질 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, it is possible to improve the physical properties of the composite separator, reduce the production cost, improve the quality, improve the production yield, realize the ultra wide coating, You can have an advantage.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공성 폴리올레핀 필름에 슬러리 코팅을 진행하기 때문에, 종래의 열고정 온도 보다는 더 높은 온도에서 열고정을 실시하여, 기계적 및 열적 성능이 향상되고 통기성이 우수한 복합 분리막을 제공할 수 있고, 열고정 오븐 길이를 컴팩트 하게 줄일 수 있으므로 공간 활용, 공정비용 및 생산비용 절감이 가능하다.In particular, according to one embodiment of the present invention, since the slurry coating is performed on the porous polyolefin film, thermal fixation is performed at a higher temperature than the conventional heat fixing temperature, thereby improving the mechanical and thermal performance, A separator can be provided and the length of the heat-fixing oven can be compactly reduced, thereby enabling space utilization, process cost and production cost reduction.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬러리 코팅 단계 전에 열고정 단계가 생략되므로 종래에 열고정 오븐과 건조 오븐을 별도로 사용하던 것을 동시에 사용하여 공간 활용과 비용 절감이 가능하다.In addition, according to one embodiment of the present invention, since the heat fixing step is omitted before the slurry coating step, space utilization and cost reduction can be achieved by simultaneously using the heat-fixing oven and the drying oven separately.

또한, 슬러리 코팅에 이어서 열고정을 수행하여 다공성 코팅층이 형성된 복합 분리막을 제조함으로써, 열고정 공정에서 가해진 열이 다공성 코팅층을 거쳐 폴리올레핀 필름에 전달되므로 비교적 높은 온도에서의 열고정이 가능하게 되어 폴리올레핀 필름의 피브릴(fibril) 구조에 대한 코팅 슬러리의 젖음성이 향상된다. Further, since the heat applied in the heat fixing process is transferred to the polyolefin film through the porous coating layer, the composite membrane having the porous coating layer formed by performing the slurry coating followed by the heat setting can be thermally fixed at a relatively high temperature, The wettability of the coating slurry to the fibril structure is improved.

또한, 열고정 공정에서 가해진 열이 다공성 코팅층을 거쳐 폴리올레핀 필름에 전달되므로 폴리올레핀 필름이 보다 얇은 직경의 피브릴을 갖게 되어 단위면적당 피브릴 개수 밀도(fibrilar number density)가 증가하게 되고, 다공성 코팅층을 형성하는 코팅 슬러리와의 계면접촉면적이 증가하게 되며, 이로써 폴리올레핀 필름의 물리적 형태의 유지가 보다 용이해져서 복합 분리막의 열수축률이 개선되고, 코팅층의 박리 강도가 향상된다.Also, since the heat applied in the heat fixing process is transferred to the polyolefin film through the porous coating layer, the polyolefin film has a thinner diameter fibril, thereby increasing the fibril number density per unit area and forming a porous coating layer The surface area of the interface between the coating slurry and the coating slurry is increased. This makes it easier to maintain the physical form of the polyolefin film, thereby improving the heat shrinkage ratio of the composite separator and improving the peel strength of the coating layer.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 전기화학소자용 분리막을 제조하기 위한 종래의 공정을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학소자용 분리막 제조방법을 나타내는 개념도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a conceptual view showing a conventional process for producing a separator for electrochemical devices.
FIG. 2 is a conceptual view showing a method of manufacturing a separation membrane for an electrochemical device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to describe his invention in the best way. It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only some of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

본 발명의 일 측면에 따른 전기화학소자용 분리막의 제조 방법은, 폴리올레핀과 가소제를 함유하는 수지 조성물을 압출하는 단계; 압출된 상기 수지 조성물을 연신하여 폴리올레핀 필름을 수득하는 단계; 수득된 상기 폴리올레핀 필름으로부터 상기 가소제를 추출하여 다공성 폴리올레핀 필름을 수득하는 단계; 상기 다공성 폴리올레핀 필름의 적어도 일 면에 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 코팅하는 단계; 및 상기 슬러리가 코팅된 다공성 폴리올레핀 필름을 열고정하여 다공성 코팅층이 형성된 복합 분리막을 수득하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a separation membrane for an electrochemical device, comprising: extruding a resin composition containing a polyolefin and a plasticizer; Stretching the extruded resin composition to obtain a polyolefin film; Extracting the plasticizer from the obtained polyolefin film to obtain a porous polyolefin film; Coating at least one surface of the porous polyolefin film with a slurry for forming a porous coating layer; And a step of heat-setting the porous polyolefin film coated with the slurry to obtain a composite separator having a porous coating layer formed thereon.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학소자용 분리막 제조방법을 나타내는 개념도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a method for fabricating a separation membrane for an electrochemical device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학소자용 분리막의 제조 방법은, 최종적인 제품을 얻기 위해 열고정이 완료된 복합 분리막을 와인딩 및 슬리팅 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 와인딩 및 슬리팅이 완료된 복합 분리막을 포장하는 단계를 더 포함할 수도 있다.Referring to FIG. 2, the method for fabricating a separation membrane for an electrochemical device according to an embodiment of the present invention may further include winding and slitting a composite membrane that has been heat-set to obtain a final product. The method may further include packaging the composite separator having completed the winding and slitting.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학소자용 분리막의 제조 방법은, 도 1에 도시된 종래의 제조 방법과 비교하여, 상기 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 코팅하는 단계 전에는 열고정하는 단계 및 와인딩 및 슬리팅 하는 단계를 포함하지 않는다.In addition, the method of manufacturing the separation membrane for an electrochemical device according to an embodiment of the present invention is characterized in that, compared with the conventional manufacturing method shown in FIG. 1, But does not include a step of slitting.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압출 공정, 연신 공정, 가소제 추출 공정, 슬러리 코팅 공정, 및 열고정 공정의 순으로 분리막을 제조함으로써, 도 1에 도시된 종래 제조방법에서와 같이 가소제 추출 공정 후에 열고정 공정, 와인딩 및 슬리팅 공정, 언와인딩 공정이 필요하지 않아, 이들 공정을 획기적으로 생략할 수 있게 된다.Specifically, according to one embodiment of the present invention, a separation membrane is manufactured in the order of an extrusion process, a drawing process, a plasticizer extraction process, a slurry coating process, and a heat fixing process, After the extraction process, the heat fixing process, the winding and slitting process, and the unwinding process are not required, and these processes can be skipped drastically.

이하, 각 단계에 대해서 상세히 살펴보겠다.Hereinafter, each step will be described in detail.

먼저, 상기 압출하는 단계에서, 상기 폴리올레핀은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 이러한 폴리올레핀의 구체적인 예로는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 등과 같은 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 폴리부틸렌; 폴리펜텐: 폴리헥센: 폴리옥텐: 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 4-메틸펜텐, 헥센, 옥텐 중 1종 이상의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다.First, in the extruding step, the polyolefin is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. Specific examples of such polyolefins include polyethylene such as high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and the like; Polypropylene; Polybutylene; Polypentene: polyhexene: polyoctene: at least one copolymer of ethylene, propylene, butene, pentene, 4-methylpentene, hexene, and octene, or a mixture thereof, but is not limited thereto.

상기 가소제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 이러한 가소제의 비제한적인 예로는 디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate), 디헥실 프탈레이트(dihexyl phthalate), 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate) 등의 프탈산 에스테르(phthalic acid ester)류; 디페닐 에테르(diphenyl ether), 벤질 에테르(benzyl ether) 등의 방향족 에테르류; 팔미트산, 스테아린산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산 등의 탄소 수 10개에서 20개 사이의 지방산류; 팔미트산알코올, 스테아린산알코올, 올레산알코올 등의 탄소 수 10개에서 20개 사이의 지방산알코올류; 팔미트산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르, 스테아린산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르. 올레산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르, 리놀레산 모노-, 디-, 또는 트리에스테르 등의 지방산 그룹의 탄소원소수가 4 내지 26개인 포화 및 불포화 지방산 또는 불포화지방산의 이중결합이 에폭시로 치환된 한 개 혹은 두 개 이상의 지방산이, 히드록시기가 1 내지 8개이며, 탄소수가 1 내지 10개인 알코올과 에스테르 결합된 지방산 에스테르류가 있다.The plasticizer is not particularly limited as long as it is commonly used in the art. Non-limiting examples of such plasticizers include phthalic acid esters such as dibutyl phthalate, dihexyl phthalate, and dioctyl phthalate; Aromatic ethers such as diphenyl ether and benzyl ether; Fatty acids of 10 to 20 carbon atoms such as palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid and linolenic acid; Fatty acid alcohols having 10 to 20 carbon atoms such as palmitic alcohol, stearic alcohol, and oleic alcohol; Mono-, di-, or triesters of palmitic acid, mono-, di-, or triesters of stearic acid. One in which a double bond of a saturated or unsaturated fatty acid or an unsaturated fatty acid having 4 to 26 carbon atoms in a fatty acid group such as oleic acid mono-, di-, or triester, mono -, di-, or triester of linoleic acid is substituted with an epoxy Or a fatty acid ester in which two or more fatty acids are ester-bonded with an alcohol having 1 to 8 hydroxyl groups and 1 to 10 carbon atoms.

또한, 상기 가소제로는 전술한 성분들을 2종 이상 포함하는 혼합물로도 사용 가능하다.The plasticizer may be a mixture containing two or more of the above-mentioned components.

상기 폴리올레핀 대 가소제의 중량비는 80:20 내지 10:90, 바람직하게는 70:30 내지 20:80, 바람직하게는 50:50 내지 30:70일 수 있다. 상기 중량비가 80:20 보다 커서 폴리올레핀의 함량이 많아지게 되면, 기공도가 감소하고 기공 크기가 작아지며, 기공 간의 상호연결이 적어 투과도가 크게 떨어지고, 폴리올레핀 용액의 점도가 올라가 압출 부하의 상승으로 가공이 어려울 수 있으며, 상기 중량비가 10:90 보다 작아서 폴리올레핀의 함량이 적어지게 되면, 폴리올레핀과 가소제의 혼련성이 저하되어 폴리올레핀이 가소제에 열역학적으로 혼련되지 않고 겔 형태로 압출되어 연신 시 파단 및 두께 불 균일 등의 문제를 야기시킬 수 있고, 제조된 분리막의 강도가 저하될 수 있다.The weight ratio of the polyolefin to the plasticizer may be 80:20 to 10:90, preferably 70:30 to 20:80, and preferably 50:50 to 30:70. If the weight ratio of polyolefin is larger than 80:20, the porosity decreases and the pore size decreases. Since the interconnection between the pores is small and the permeability is greatly decreased, the viscosity of the polyolefin solution increases, If the weight ratio is less than 10:90 and the content of the polyolefin is decreased, the kneading property between the polyolefin and the plasticizer is lowered, so that the polyolefin is extruded into a gel form without thermodynamically kneading the plasticizer into the plasticizer, Uniformity, and the like, and the strength of the produced separation membrane may be lowered.

본 발명에서 복합 분리막을 제조하기 위해, 먼저, 재료의 일부 또는 전부를 헨셀 믹서, 리본 블렌더, 텀블러 블렌더 등을 이용하여 혼합한다. 이어서, 일축 압출기, 이축 압출기 등의 스크류 압출기, 혼련기, 믹서 등에 의해 용융 혼련하고, T형 다이나 환상 다이 등으로부터 압출된다. 혼련/압출된 용융물은 압축 냉각에 의해 고화시킬 수 있으며, 냉각 방법으로는 냉풍이나 냉각수 등의 냉각 매체에 직접 접촉시키는 방법, 냉매로 냉각한 롤이나 프레스기에 접촉시키는 방법 등을 들 수 있다.In order to produce the composite membrane in the present invention, first, a part or the whole of the material is mixed using a Henschel mixer, a ribbon blender, a tumbler blender, or the like. Then, it is melted and kneaded by a screw extruder such as a single screw extruder, a twin screw extruder, a kneader or a mixer, and extruded from a T-die or a ring-shaped die. The kneaded / extruded melt can be solidified by compression cooling. Examples of the cooling method include direct contact with a cooling medium such as cold wind or cooling water, contact with a roll or a press cooled with a coolant, and the like.

이어서, 압출된 수지 조성물을 연신하여 폴리올레핀 필름을 수득한다. 이때 연신 방법은 당업계에 알려진 통상적인 방법으로 실시될 수 있으며, 비제한적인 예로는 롤 연신기에 의한 MD(종방향) 일축 연신, 텐터에 의한 TD(횡방향) 일축 연신, 롤 연신기와 텐터, 또는 텐터와 텐터와의 조합에 의한 축차 이축 연신, 동시 이축 텐터나 인플레이션 성형에 의한 동시 이축 연신 등을 들 수 있다. 구체적으로, 상기 압출된 상기 수지 조성물의 연신은 MD 방향 또는 TD 방향으로 1회 이상의 일축 연신을 하거나, MD 방향 및 TD 방향으로 1회 이상 이축 연신을 할 수 있다.Subsequently, the extruded resin composition is stretched to obtain a polyolefin film. The stretching method may be carried out by a conventional method known in the art, and examples thereof include MD (longitudinal) uniaxial stretching by a roll stretcher, TD (transverse direction) uniaxial stretching by a tenter, roll stretcher and tenter, Or simultaneous biaxial stretching by combination of tenter and tenter, simultaneous biaxial stretching by simultaneous biaxial tenter or inflation molding, and the like. Specifically, the extruded resin composition may be subjected to uniaxial stretching at least once in the MD or TD direction, or by biaxial stretching at least once in the MD and TD directions.

연신비는 종방향 및 횡방향으로 각각 3 배 이상, 바람직하게는 5 내지 10 배이고, 총 연신비(합계 면 배율)로는 20 배 이상, 바람직하게는 20 내지 80으로 할 수 있다. The stretching ratio may be 3 times or more, preferably 5 to 10 times in the longitudinal direction and 20 times or more in the transverse direction, and 20 times or more, preferably 20 to 80 times in the total stretching ratio (total surface multiplication factor).

만일, 한쪽 방향의 연신비가 3 배 미만인 경우는 한쪽 방향의 배향이 충분하지 않고 동시에 종방향 및 횡방향간의 물성 균형이 깨져 인장강도 및 천공강도 등이 저하될 수 있다. 또한, 총 연신비가 (20) 배 미만이면 미연신이 발생하고, 기공 형성이 이루어지지 않을 수 있으며, (80) 배를 초과하면 연신 중 파단이 발생하고, 최종 필름의 수축률이 증가되는 단점이 있을 수 있다.If the stretching ratio in one direction is less than 3 times, the orientation in one direction is not sufficient and the physical property balance between the longitudinal direction and the transverse direction is broken, and the tensile strength and puncture strength may be lowered. If the total stretching ratio is less than (20) times, unstretching may occur and pore formation may not be performed. If the total stretching ratio is more than (80) times, breakage may occur during stretching and the shrinkage percentage of the final film may increase have.

이 때, 연신 온도는 사용된 폴리올레핀의 융점과 가소제의 농도 및 종류에 따라 달라질 수 있으며, 바람직하게는 상기 연신 온도는 상기 필름내의 폴리올레핀의 결정부분의 30 내지 80중량%가 녹는 온도범위에서 선택되는 것이 적당하다. In this case, the stretching temperature may be varied depending on the melting point of the polyolefin used and the concentration and type of the plasticizer, and preferably, the stretching temperature is selected in a range of temperatures in which 30 to 80% by weight of the crystalline portion of the polyolefin in the film is melted It is appropriate.

상기 연신 온도가 상기 시트 성형물 내 폴리올레핀의 결정부분의 30중량%가 녹는 온도보다 낮은 온도범위에서 선택되면 필름의 연질성(softness)이 없어 연신성이 나빠져 연신 시 파단이 발생할 가능성이 높고 동시에 미연신도 발생한다. 반면, 상기 연신 온도가 결정부분의 80중량%가 녹는 온도보다 높은 온도범위에서 선택되면 연신이 쉽고 미연신 발생은 적으나, 부분적인 과연신으로 두께편차가 발생하며, 수지의 배향효과가 적어 물성이 크게 떨어지게 된다. 한편, 온도에 따른 결정부분의 녹는 정도는 필름성형물의 DSC(differential scanning calorimeter) 분석으로부터 얻을 수 있다.If the stretching temperature is selected in a temperature range lower than the temperature at which 30% by weight of the crystalline portion of the polyolefin in the sheet molding is melted, the softness of the film is poor and the stretchability is deteriorated, Occurs. On the other hand, if the stretching temperature is selected in a temperature range higher than the melting temperature of 80% by weight of the crystalline portion, stretching is easy and unstretched occurrence is small, but thickness deviation occurs due to partial over-stretching, . On the other hand, the degree of melting of the crystal part with temperature can be obtained from DSC (differential scanning calorimeter) analysis of the film molding.

이어서, 연신된 필름에서 가소제를 추출하여 다공성 폴리올레핀 필름을 수득한다. 구체적으로, 연신된 필름에서 가소제는 유기용매를 사용하여 추출하고, 건조하게 된다. Then, the plasticizer is extracted from the stretched film to obtain a porous polyolefin film. Specifically, in the stretched film, the plasticizer is extracted using an organic solvent and dried.

상기 가소제의 추출에 이용되는 추출 용매로는 폴리올레핀에 대하여 빈용매이고 가소제에 대해서는 양용매이면서, 비점이 폴리올레핀의 융점보다 낮아 건조가 빠른 것이 바람직하다. 이러한 추출 용매의 비제한적인 예로는 n-헥산이나 시클로헥산 등의 탄화수소류, 염화메틸렌이나 1,1,1-트리클로로에탄, 플루오로카본계 등 할로겐화 탄화수소류, 에탄올이나 이소프로판올 등의 알코올류, 아세톤이나 2-부타논 등의 케톤류를 들 수 있다. The extraction solvent used for the extraction of the plasticizer is preferably a poor solvent for polyolefin, a good solvent for the plasticizer, and a boiling point lower than the melting point of the polyolefin, so that drying is preferable. Nonlimiting examples of such an extraction solvent include hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,1,1-trichloroethane, and fluorocarbon, alcohols such as ethanol and isopropanol, And ketones such as acetone and 2-butanone.

상기 추출방법으로는 침적(immersion) 방법, 용제 스프레이(solvent spray) 방법, 초음파(ultrasonic) 법 등 일반적인 모든 용매추출 방법이 각각 또는 복합적으로 사용될 수 있다. 추출 시 잔류 가소제의 함량은 바람직하게는 1 중량% 이하이어야 한다. 잔류 가소제가 1 중량%를 초과하면 물성이 저하되고 다공성 막의 투과도가 감소한다. 잔류 가소제의 양은 추출 온도와 추출 시간에 영향을 받을 수 있으며, 추출 온도는 가소제와 유기용매의 용해도 증가를 위해 온도가 높은 것이 좋으나 유기용매의 끓음에 의한 안전성 문제를 고려할 때 40℃ 이하가 바람직하다. 상기 추출 온도가 가소제의 응고점 이하이면 추출효율이 크게 떨어지므로 가소제의 응고점보다는 반드시 높아야 한다. As the extraction method, any general solvent extraction method such as an immersion method, a solvent spray method, an ultrasonic method or the like can be used individually or in combination. The content of the residual plasticizer in the extraction should preferably be not more than 1% by weight. When the amount of the residual plasticizer exceeds 1% by weight, the physical properties are lowered and the permeability of the porous film is decreased. The amount of the residual plasticizer may be influenced by the extraction temperature and the extraction time. The extraction temperature is preferably high to increase the solubility of the plasticizer and the organic solvent. However, considering safety problems due to the boiling of the organic solvent, . If the extraction temperature is lower than the solidifying point of the plasticizer, the extraction efficiency is greatly lowered, and therefore, it must be higher than the solidifying point of the plasticizer.

또한, 추출 시간은 제조되는 다공성 폴리올레핀 필름의 두께에 따라 다르나, 10 내지 30㎛ 두께의 경우에는, 2 내지 4분이 적당하다.Further, the extraction time depends on the thickness of the porous polyolefin film to be produced, but in the case of 10 to 30 탆 thickness, 2 to 4 minutes are suitable.

상기에서 수득된 다공성 폴리올레핀 필름의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 5 내지 50 ㎛가 바람직하고, 다공성 기재에 존재하는 기공 크기 및 기공도 역시 특별히 제한되지 않으나 각각 0.001 내지 50 ㎛ 및 10 내지 99%인 것이 바람직하다.The thickness of the porous polyolefin film obtained above is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 50 占 퐉, and the pore size and porosity present in the porous substrate are also not particularly limited, but 0.001 to 50 占 퐉 and 10 to 99% desirable.

이어서, 다공성 폴리올레핀 필름의 적어도 일면에, 다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리를 코팅한다. 이를 위해, 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 먼저 준비해야 하는데, 상기 슬러리는 용매에 무기물 입자 및 유기물 입자 중 1종 이상의 입자와 함께 바인더 고분자를 분산시켜 준비한다. 즉, 상기 슬러리는 무기물 입자 단독, 유기물 입자 단독 또는 무기물 입자와 유기물 입자를 동시에 포함할 수도 있다.Then, at least one surface of the porous polyolefin film is coated with a slurry for forming a porous coating layer. For this purpose, a slurry for forming a porous coating layer must first be prepared. The slurry is prepared by dispersing a binder polymer together with at least one of inorganic particles and organic particles in a solvent. That is, the slurry may contain the inorganic particles alone, the organic particles alone, or the inorganic particles and the organic particles at the same time.

상기 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전기화학소자의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는 경우 전기화학소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있다. 또한, 무기물 입자로서 유전율이 높은 무기물 입자를 사용하는 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다. The inorganic particles are not particularly limited as long as they are electrochemically stable. That is, the inorganic particles usable in the present invention are not particularly limited as long as oxidation and / or reduction reaction does not occur in the operating voltage range of the applied electrochemical device (for example, 0 to 5 V based on Li / Li + ). Particularly, when inorganic particles having ion transfer ability are used, the ion conductivity in the electrochemical device can be increased to improve the performance. When inorganic particles having a high dielectric constant are used as the inorganic particles, dissociation of an electrolyte salt, for example, a lithium salt, in the liquid electrolyte is also increased, and ion conductivity of the electrolyte can be improved.

무기물 입자의 비제한적인 예로는 유전율 상수가 5 이상, 바람직하게는 10 이상인 고유전율 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 또는 이들의 혼합체를 들 수 있다. Non-limiting examples of the inorganic particles include high-permittivity inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, preferably 10 or more, inorganic particles having lithium ion-transporting ability, or a mixture thereof.

유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자의 비제한적인 예로는 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC 또는 이들의 혼합물 등이 있다. Non-limiting examples of inorganic particles greater than a dielectric constant of 5 is BaTiO 3, Pb (Zr, Ti ) O 3 (PZT), Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT), PB (Mg 3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), HfO 2 , SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2, SiC Or mixtures thereof.

본원 명세서에서 '리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자'는 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 지칭하는 것으로서, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자의 비제한적인 예로는 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0<x<2, 0<y<3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 <x<2, 0<y<1, 0<z<3), 14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5 등과 같은 (LiAlTiP)xOy 계열 글래스(glass) (0<x<4, 0<y<13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0<x<2, 0<y<3), Li3.25Ge0.25P0.75S4 등과 같은 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), Li3N 등과 같은 리튬나이트라이드(LixNy, 0<x<4, 0<y<2), Li3PO4-Li2S-SiS2 등과 같은 SiS2 계열 glass(LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4), LiI-Li2S-P2S5 등과 같은 P2S5 계열 glass(LixPySz, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7) 또는 이들의 혼합물 등이 있다. The term "inorganic particle having lithium ion-transferring ability" as used herein refers to an inorganic particle containing a lithium element but not having lithium stored therein and having a function of moving lithium ions. The inorganic particle has a lithium ion- examples include lithium phosphate (Li 3 PO 4), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3, 0 <x <2, 0 <y <3), lithium aluminum titanium phosphate (Li x Al y Ti z (LiAlTiP) x O y series such as (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <1, 0 <z <3), 14Li 2 O-9Al 2 O 3 -38TiO 2 -39P 2 O 5 (Li x La y TiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S (0 <x <4, 0 <y <13) 4 lithium such as germanium Mani help thiophosphate lithium such as (Li x Ge y P z S w, 0 <x <4, 0 <y <1, 0 <z <1, 0 <w <5), Li 3 N SiS 2 series glass (Li x Si y S z , 0 < x < 2) such as nitride (Li x N y , 0 <x <4, 0 <y <2), Li 3 PO 4 -Li 2 S- 3, 0 <y <2, 0 <z <4), LiI -Li has a P 2 S 5 based glass (Li x P y S z , 0 <x <3, 0 <y <3, 0 <z <7) or a mixture thereof, such as 2 SP 2 S 5.

상기 슬러리에 포함되는 유기물 입자는 통기성, 열수축성, 박리 강도 측면에서 유리하고, 바인더 고분자와의 결착성이 우수하다. The organic particles contained in the slurry are advantageous in terms of air permeability, heat shrinkability and peel strength, and are excellent in binding property with the binder polymer.

다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리에 사용될 수 있는 유기물 입자의 비제한적인 예로는 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 셀룰로오스, 셀룰로오스 변성체 (카르복시메틸셀룰로오스 등), 폴리프로필렌, 폴리에스테르 (폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등), 폴리페닐렌설파이드, 폴리아라미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 부틸아크릴레이트와 에틸메타아크릴레이트의 공중합체(부틸아크릴레이트와 에틸메타아크릴레이트의 가교 고분자 등) 등 각종 고분자로 이루어지는 입자 등을 들 수 있다. 유기 입자는 2 종 이상의 고분자로 이루어질 수도 있다.Nonlimiting examples of organic particles that can be used in the slurry for forming the porous coating layer include polystyrene, polyethylene, melamine resin, phenol resin, cellulose, modified cellulose (such as carboxymethylcellulose), polypropylene, A copolymer of butyl acrylate and ethyl methacrylate (for example, a copolymer of butyl acrylate and ethyl methacrylate), a polyalkylene sulfide, a polyamide, a polyamideimide, a polyimide, a copolymer of butyl acrylate and ethyl methacrylate Crosslinked polymers, etc.), and the like. The organic particles may be composed of two or more kinds of polymers.

상기 무기물 입자 또는 유기물 입자의 크기는 제한이 없으나, 균일한 두께의 코팅층을 형성하고 적절한 공극률을 갖도록 하는 측면에서 각각 독립적으로 0.001 내지 10㎛ 범위일 수 있다. The size of the inorganic particles or organic particles is not limited, but may be in the range of 0.001 to 10 탆 in terms of forming a coating layer having a uniform thickness and having an appropriate porosity.

다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리에 사용되는 바인더 고분자는 무기물 입자 또는 유기물 입자 사이를 연결하여 안정하게 고정시켜 주는 기능을 수행할 수 있다면 특별히 제한되지 않으며, 비제한적인 예로 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸풀루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 풀루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose), 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체 (acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer), 폴리이미드(polyimide) 등을 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 이들 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The binder polymer used in the slurry for forming the porous coating layer is not particularly limited as long as it can function as a link between inorganic particles or organic particles and stably fix them. Non-limiting examples of the binder polymer include polyvinylidene fluoride-hexafluoro Polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-co-trichlorethylene, polymethylmethacrylate, polybutylacrylate, polyacrylonitrile polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose but are not limited to, acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, Pullulan, carboxyl methyl cellulose, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, and polyimide. These resins may be used alone or in combination of two or more thereof. Two or more species may be used in combination.

다공성 코팅층 형성을 위한 슬러리 중의 입자와 바인더 고분자의 조성비는 예를 들어 중량 기준으로 50:50 내지 99:1 범위일 수 있고 또는 70:30 내지 95:5일 수 있다. 바인더 고분자 대비 입자의 함량이 지나치게 적으면 분리막의 열적 안전성 개선이 저하될 수 있고, 입자들 사이에 형성되는 빈 공간이 충분히 형성되지 못해 기공 크기 및 기공도가 감소되어 최종 전지 성능 저하가 야기될 수 있다. 반면, 바인더 고분자 대비 입자가 지나치게 많이 함유되면 다공성 코팅층의 내필링성이 약화될 수 있다. The composition ratio of the particles in the slurry and the binder polymer for forming the porous coating layer may be, for example, in the range of 50:50 to 99: 1 by weight or 70:30 to 95: 5. If the content of the particles relative to the binder polymer is too small, improvement of the thermal stability of the separation membrane may be deteriorated, voids formed between the particles may not be formed sufficiently, pore size and porosity may be decreased, have. On the other hand, if the particles are contained in an excessively large amount relative to the binder polymer, the peeling resistance of the porous coating layer may be weakened.

상기 슬러리에 포함되는 용매로는 입자와 바인더 고분자의 분산이 균일하게 이루어질 수 있으며, 이후 용이하게 제거될 수 있는 것이 바람직하다. 사용 가능한 용매의 비제한적인 예로는 아세톤(acetone), 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 클로로포름 (chloroform), 디메틸포름아미드(dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 시클로헥산(cyclohexane), 물 또는 이들의 혼합물 등이 있다.As the solvent contained in the slurry, it is preferable that the dispersion of the particles and the binder polymer can be made uniform, and can be easily removed thereafter. Non-limiting examples of usable solvents include acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone ( N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), cyclohexane, water or mixtures thereof.

상기 다공성 코팅층 형성용 슬러리는 다공성 폴리올레핀 필름의 적어도 일면에 코팅하는데, 코팅하는 구체적인 방법은 당업계에 알려진 통상적인 코팅 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 딥(Dip) 코팅, 다이(Die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 콤마(comma) 코팅 또는 이들의 혼합 방식 등 다양한 방식을 이용할 수 있다. 또한, 다공성 코팅층은 다공성 폴리올레핀 필름의 양면 모두 또는 일면에만 선택적으로 형성할 수 있다.The slurry for forming a porous coating layer is coated on at least one surface of the porous polyolefin film. The specific coating method may be a conventional coating method known in the art. For example, a dip coating, a die coating, A roll coating, a comma coating, a mixing method thereof, or the like. Further, the porous coating layer can be selectively formed on both or only one side of the porous polyolefin film.

이어서, 상기 슬러리가 코팅된 다공성 폴리올레핀 필름을 열고정하여 다공성 코팅층이 형성된 복합 분리막을 수득한다.Then, the porous polyolefin film coated with the slurry is heat-set to obtain a composite separator having a porous coating layer.

상기 열고정은 필름을 고정시키고 열을 가하여, 수축하려는 필름을 강제로 잡아 주어 잔류응력을 제거하는 공정이다. 열고정 온도가 높을수록 수축률을 감소시키므로 바람직하나, 열고정 온도가 지나치게 높을 경우에는 폴리올레핀 필름이 부분적으로 녹게 되므로 형성된 미세다공이 막혀 투과도가 저하될 수 있다. The hot fix is a process of fixing the film and applying heat to forcefully hold the film to be shrunk to remove residual stress. If the heat fixing temperature is higher, the shrinkage rate is decreased. However, if the heat setting temperature is too high, the polyolefin film is partially melted, so that the formed micropores may be clogged and the permeability may be lowered.

본 발명에서는 폴리올레핀 필름으로 연신한 후 가소제를 추출하고 이어서 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 코팅한 후에 열고정을 실시하므로, 종래에 폴리올레핀 필름으로 연신 후 가소제를 추출하고 열고정을 실시하였던 공정과는 달리, 폴리올레핀 필름이 아닌 코팅된 슬러리에 열고정이 실시되므로 폴리올레핀 필름에 직접적으로 열이 가해지지 않게 된다. In the present invention, since the plasticizer is extracted after the polyolefin film is stretched, and then the slurry for forming the porous coating layer is coated and heat-set is performed, unlike the process of extracting the plasticizer after stretching with the polyolefin film and heat- Since the coated slurry, not the polyolefin film, is thermally stable, the polyolefin film is not directly heated.

따라서, 종래의 방법에 비해 높은 온도에서 열고정을 실시하더라도 폴리올레핀 필름의 용융이 억제될 수 있다. 또한, 폴리올레핀 필름에 직접적으로 가해지는 열량이 작아지므로, 종래 열고정 처리된 폴리올레핀 필름의 피브릴에 비해, 다공성 코팅층에 인접한 폴리에틸렌 기재의 피브릴(fibril) 두께가 보다 얇게 형성된다. 이에 따라, 다공성 코팅층에 인접한 다공성 필름 표면의 단위면적당 피브릴 개수 밀도(fibrilar number density)가 증가되므로 코팅 슬러리와의 계면접촉면적이 증가되고, 코팅 슬러리의 유리전이온도(Tg) 혹은 융점(Tm)보다 높은 온도 영역에서 열고정 처리시에 다공성 폴리올레핀 필름의 섬유상 구조에 대한 상기 슬러리의 젖음성이 향상될 수 있다. Therefore, melting of the polyolefin film can be suppressed even when heat setting is performed at a higher temperature than the conventional method. Further, since the amount of heat directly applied to the polyolefin film is small, the fibril thickness of the polyethylene-based adjacent to the porous coating layer is formed thinner than that of the conventional fibrillated polyolefin film. Accordingly, the fibrilar number density per unit area of the porous film surface adjacent to the porous coating layer is increased, so that the interface contact area with the coating slurry is increased and the glass transition temperature (T g ) or melting point (T m) than may be the wetting of the slurry to the fibrous structure of the porous polyolefin film improved when heat-treated at a high temperature region.

상기 열고정의 온도는, 바람직하게는 Tm - 1℃ 이하로 조절되고, 이때 Tm은 상기 폴리올레핀의 융점에 해당된다.The temperature of the open and the defined temperature is preferably adjusted to Tm - 1 DEG C or less, where Tm corresponds to the melting point of the polyolefin.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리올레핀으로서 폴리에틸렌이 사용되는 경우, 열고정의 온도는 131 내지 135℃, 바람직하게는 (131) 내지 (133) ℃의 온도에서 실시할 수 있고, 열고정 온도가 이러한 범위를 만족하는 경우, 다공성 코팅층과 다공성 폴리올레핀 필름의 결착력(박리 강도)이 개선되면서 구조적 안정성도 확보될 수 있고, (열적 기계적물성이 향상)될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, when polyethylene is used as the polyolefin, the open and defined temperature can be carried out at a temperature of from 131 to 135 DEG C, preferably from (131) to (133) DEG C, , The bonding strength (peel strength) between the porous coating layer and the porous polyolefin film is improved, and the structural stability can be secured and the thermal mechanical properties can be improved.

또한, 상기 열고정은 상기 다공성 폴리올레핀 필름에 코팅된 슬러리의 표면에 대하여 수직 방향으로 향하는 열원을 이용하여 실시될 수 있다.The heat setting may be performed using a heat source oriented in a direction perpendicular to the surface of the slurry coated on the porous polyolefin film.

이와 같이 열고정 단계에서 고온의 열원이 다공성 폴리올레핀 필름에 코팅된 슬러리의 표면에 대해 수직 방향으로 향하기 때문에, 코팅된 슬러리 내의 바인더 고분자는 다공성 폴리올레핀 필름의 표면에 대해 수직 방향으로 치우쳐 재배열되는 확률이 높아진다, 이로써 다공성 코팅층 내에 리튬이온 이동이 용이한 코팅 레이어 구조가 형성되고, 리튬이온은 다공성 폴리올레핀 필름에 형성된 기공과 연통할 수 있게 된다. 또한, 입자 사이의 바인더 고분자나 입자와 완전히 결합되지 않은 바인더 고분자 역시 고온 열원에 의한 재결정 작용으로 인해 재배열되어 바인더 고분자에 의한 저항을 크게 줄일 수 있다. 이와 같이 바인더 고분자가 수직 방향으로 배치될 확률이 높아진 경향은, 특히 시아노에틸 폴리비닐알콜과 같이 용매에 잘 분산되지 않아 다공성 폴리올레핀 필름 상에서 치밀한(dense) 필름을 형성하는 바인더 고분자의 경우에 특히 효과적이다. Thus, since the hot heat source is directed in a direction perpendicular to the surface of the slurry coated on the porous polyolefin film, the probability that the binder polymer in the coated slurry is biased perpendicularly to the surface of the porous polyolefin film is rearranged Thereby forming a coating layer structure in which lithium ion migration is easy within the porous coating layer, and lithium ions can communicate with the pores formed in the porous polyolefin film. Also, the binder polymer between the particles and the binder polymer which is not completely bonded to the particles can be rearranged due to the recrystallization action by the high temperature heat source, and the resistance by the binder polymer can be greatly reduced. Such a tendency that the binder polymer is arranged in the vertical direction is particularly effective in the case of a binder polymer which is not well dispersed in a solvent such as cyanoethylpolyvinyl alcohol and forms a dense film on the porous polyolefin film to be.

이와 같이 형성된 다공성 코팅층의 두께는 특별한 제한이 없으나 0.01 내지 20㎛ 범위일 수 있고, 기공 크기 및 기공도 역시 특별한 제한이 없으나 기공 크기는 0.001 내지 10㎛ 범위일 수 있고, 기공도는 10 내지 99 % 범위일 수 있다. 기공 크기 및 기공도는 주로 사용되는 입자의 크기에 의존하는데, 예컨대 입경이 1 ㎛ 이하인 입자를 사용하는 경우 형성되는 기공 역시 대략 1 ㎛ 이하를 나타내게 된다. The thickness of the porous coating layer may be in the range of 0.01 to 20 占 퐉, and the pore size and porosity may be in the range of 0.001 to 10 占 퐉, and the porosity may be in the range of 10 to 99% Lt; / RTI &gt; The pore size and porosity are mainly dependent on the size of particles used. For example, when particles having a particle size of 1 μm or less are used, the pores formed are also about 1 μm or less.

상기 다공성 코팅층에서는 입자가 충전되어 서로 접촉된 상태에서 상기 바인더 고분자에 의해 서로 결착되고, 이로 인해 입자들 사이에 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)이 형성되고, 상기 입자들 사이의 인터스티셜 볼륨(Interstitial Volume)은 빈 공간이 되어 기공을 형성한다.In the porous coating layer, the particles are charged and bound to each other by the binder polymer in a state of being in contact with each other, thereby forming an interstitial volume between the particles, and an interstitial volume The interstitial volume forms an empty space to form pores.

즉, 바인더 고분자는 입자들이 서로 결착된 상태를 유지할 수 있도록 이들을 서로 부착, 예를 들어, 바인더 고분자가 입자들 사이를 연결 및 고정시키고 있다. 또한, 상기 다공성 코팅층의 기공은 입자들 간의 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)이 빈 공간이 되어 형성된 기공이고, 이는 입자들에 의한 충진 구조(closed packed or densely packed)에서 실질적으로 면접하는 입자들에 의해 한정되는 공간이다. 이와 같은 기공 구조는 추후 주액되는 전해액으로 채워지게 되고, 이와 같이 채워진 전해액은 다공성 코팅층의 기공을 통하여 전지를 작동시키기 위하여 필수적인 리튬 이온이 이동하는 경로를 제공할 수 있다.That is, the binder polymer adheres them to each other so that the particles can remain bonded to each other, for example, the binder polymer bonds and fixes the particles. In addition, the pores of the porous coating layer are pores formed by interstitial volumes between particles, which are voids, and are formed in particles that are substantially interfaced with each other in a closed packed or densely packed state . Such a pore structure is filled with an electrolyte solution to be injected at a later time, and the filled electrolyte can provide a path through which lithium ions, which are essential for operating the battery through the pores of the porous coating layer, are moved.

한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막의 제조방법은, 도 1에 도시된 종래 제조방법과 달리, 가소제 추출 공정 후에 열고정 공정, 와인딩 및 슬리팅 공정, 언와인딩 공정이 필요하지 않는다.As described above, unlike the conventional manufacturing method shown in FIG. 1, the method of manufacturing a separation membrane according to an embodiment of the present invention includes a heat fixing step, a winding and slitting step, and an unwinding step after the plasticizer- It is not necessary.

이때 와인딩 공정이라 함은 압출/연신/추출 단계를 거쳐서 수득된 다공성 폴리올레핀 필름에 슬러리 코팅 및 열고정을 거친 이후에 얻어진 복합 분리막을 롤러 상에 권취하는 단계를 말하고, 슬리팅 공정이라 함은 복합 분리막의 권취시에 양단의 불필요한 부분을 절단하는 단계를 말한다. 종래의 방법에서는 다공성 폴리올레핀 필름의 열고정 후 와인딩 및 슬리팅 공정을 거치고 다시 슬러리 코팅을 위해서 권취했던 필름을 다시 풀어내는 언와인딩 공정이 반드시 필요하였고, 다시 슬러리 코팅 및 건조 공정 후에 다시 와인딩 및 슬리팅 공정을 거쳐서 최종적으로 포장 단계에 이어졌다.Herein, the winding process refers to a step of winding the composite separator obtained after slurry coating and heat setting on the porous polyolefin film obtained through the extrusion / drawing / extraction steps onto a roller, and the slitting process is a process in which the composite separator And the unnecessary portions of both ends are cut at the time of winding of the wire. In the conventional method, it is necessary to wind the porous polyolefin film after the heat-setting and the slitting process, and then to unwind the film again to unwind the film to be slurry-coated. After the slurry coating and drying process, After the process, it finally reached the packaging stage.

이때, 본 발명의 일 실시에에 따르면, 와인딩 및 슬리팅 공정을 종래의 2회에서 1회로 줄임으로써, 와인딩 및 슬리팅 공정에 따라서 다공성 폴리올레핀 필름이 일부 손실되는 문제를 방지하여 수율이 증가할 수 있다.At this time, according to one embodiment of the present invention, by reducing the winding and the slitting process from the conventional two to one, it is possible to prevent the loss of a part of the porous polyolefin film according to the winding and the slitting process, have.

또한, 종래에 슬러리 코팅 단계 전에 와인딩 및 슬리팅 공정 후에 다시 언와인딩 공정이 생략되므로, 공간 활용 및 공정 비용이 절감될 수 있다. 게다가, 이러한 슬러리 코팅 단계 전의 슬리팅 공정이나, 와인딩/언와인딩 공정을 거치지 않으므로, 초광폭의 대면적 코팅이 가능하고, 최종 분리막 사이의 주름, 핀홀, 스크래치 등의 흠결 발생이 크게 줄어들고, 미코팅 영역도 감소한다. , In addition, since the unwinding step is omitted after the winding and slitting steps before the slurry coating step, space utilization and process cost can be reduced. In addition, since the slitting process before the slurry coating step or the winding / unwinding process is not performed, it is possible to perform a large-area coating with a large width, and the occurrence of defects such as wrinkles, pinholes and scratches between the final separators can be greatly reduced, The area also decreases. ,

또한, 종래의 가소제 추출 후 열고정 공정과, 슬러리 코팅 후 건조 공정의 2회의 별개의 열처리 공정 대신에, 슬러리 코팅 후 열고정 공정의 단일 열처리 공정으로 개선함으로써, 별도의 2개의 건조 오븐과 열고정 오븐을 사용하지 않고, 1개의 열고정 오븐만을 사용할 수 있어, 공간 활용과 비용 절감이 가능하다.Further, in place of the two separate heat treatment steps of the heat fixation step after the conventional plasticizer extraction and the drying step after the slurry coating, it is improved to a single heat treatment step of the heat fixation step after slurry coating, Without using an oven, only one heat-stable oven can be used, allowing space utilization and cost savings.

본 발명의 일 측면에 따르면, 캐소드, 애노드, 및 캐소드와 애노드 사이에 개재된 분리막을 포함하는 전기화학소자로서, 상기 분리막이 전술한 전기화학소자용 분리막인 전기화학소자가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrochemical device including a cathode, an anode, and a separator interposed between the cathode and the anode, wherein the separator is the separator for the electrochemical device.

이러한 전기화학소자는 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있으며, 이의 일 실시예를 들면 캐소드와 애노드 사이에 전술한 분리막을 개재(介在)시켜 조립한 후 전해액을 주입함으로써 제조될 수 있다.Such an electrochemical device may be manufactured according to a conventional method known in the art, and may be manufactured, for example, by injecting an electrolytic solution after assembling the cathode and the anode with the separator interposed therebetween have.

상기 분리막과 함께 적용될 전극으로는 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 전극활물질이 전극 전류집전체에 결착된 형태로 제조할 수 있다. The electrode to be used together with the separator is not particularly limited and may be manufactured in a manner that an electrode active material is bound to an electrode current collector according to a conventional method known in the art.

상기 전극활물질 중 캐소드활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 캐소드에 사용될 수 있는 통상적인 캐소드활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬철산화물 또는 이들을 조합한 리튬복합산화물을 사용하는 것이 바람직하다. 애노드활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기화학소자의 애노드에 사용될 수 있는 통상적인 애노드활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬 금속 또는 리튬 합금, 탄소, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite) 또는 기타 탄소류 등과 같은 리튬 흡착물질 등이 바람직하다. Examples of the cathode active material include, but are not limited to, lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium iron oxide, or a combination thereof It is preferable to use a lithium composite oxide. As a non-limiting example of the anode active material, a conventional anode active material that can be used for an anode of an electrochemical device can be used. In particular, lithium metal or a lithium alloy, carbon, petroleum coke, activated carbon, Lithium-adsorbing materials such as graphite or other carbon-based materials and the like are preferable.

캐소드 전류집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 애노드 전류집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.Non-limiting examples of the cathode current collector include aluminum, nickel, or a combination thereof, and examples of the anode current collector include copper, gold, nickel, or a copper alloy or a combination thereof Foil to be manufactured, and the like.

본 발명의 일 실시예에서 사용될 수 있는 전해액은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고 B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마-부티로락톤 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기 용매에 용해 또는 해리된 것이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The electrolyte solution that can be used in one embodiment of the present invention is a salt having a structure such as A + B - , where A + includes ions consisting of alkali metal cations such as Li + , Na + , K + - it is PF 6 -, BF 4 -, Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, AsF 6 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, N (CF 3 SO 2) 2 -, C (CF 2 SO 2) 3 - anion, or a salt containing an ion composed of a combination of propylene carbonate (PC) such as, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl (DMP), dimethylsulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylmethyl carbonate (EMC), gamma-butyrolactone Or an organic solvent composed of a mixture thereof, but the present invention is not limited thereto.

상기 전해액 주입은 최종 제품의 제조 공정 및 요구 물성에 따라, 전지 제조 공정 중 적절한 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 전지 조립 전 또는 전지 조립 최종 단계 등에서 적용될 수 있다.The electrolyte injection may be performed at an appropriate stage of the battery manufacturing process, depending on the manufacturing process and required properties of the final product. That is, it can be applied before assembling the cell or at the final stage of assembling the cell.

본 발명의 일 실시예에 따른 분리막을 전지로 적용하는 공정으로는 일반적인 공정인 권취(winding) 이외에도 분리막과 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 공정이 가능하다.As a process for applying the separator according to an embodiment of the present invention to a battery, a lamination, stacking and folding process of a separator and an electrode can be performed in addition to a general winding process.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

실시예 1Example 1

폴리올레핀으로 중량평균분자량이 500,000인 고밀도폴리에틸렌과 가소제로서 동점도가 68.00 cSt인 액체 파라핀을 35:65의 중량비로 사용하여, 210℃의 온도에서 압출하였다. 연신 온도는 115℃로 하였고, 연신비는 종방향 횡방향으로 각각 7배 연신하였다. 이어서, 추출 용매로서 메틸렌 클로라이드를 사용하여 2M/min의 조건에서 가소제인 액체 파라핀을 추출한 후 0.04㎛의 평균 기공 크기를 갖는 다공성 폴리올레핀 필름을 수득하였다.High-density polyethylene having a weight average molecular weight of 500,000 as a polyolefin and liquid paraffin having a kinematic viscosity of 68.00 cSt as a plasticizer were extruded at a temperature of 210 DEG C at a weight ratio of 35:65. The stretching temperature was set to 115 캜, and the stretching ratio was elongated seven times in the longitudinal direction. Subsequently, liquid paraffin as a plasticizer was extracted at a rate of 2 M / min using methylene chloride as an extraction solvent to obtain a porous polyolefin film having an average pore size of 0.04 탆.

이어서, 다공층 형성용 슬러리로서 0.5㎛의 평균 입경을 갖는 Al2O3 입자/시아노에틸 폴리비닐알콜(Cyano resin CR-V, Shin-Etsu Chemical, Ltd.)/PVDF-HFP(LBG2, Arkema, Inc.)/아세톤을 13.5/0.225/1.275/85의 중량비를 갖도록 혼합하여 준비하였다.Subsequently, Al 2 O 3 particles / cyanoethyl polyvinyl alcohol (Cyano resin CR-V, Shin-Etsu Chemical, Ltd.) / PVDF-HFP (LBG 2, Arkema , Inc.) / acetone were mixed so as to have a weight ratio of 13.5 / 0.225 / 1.275 / 85.

상기 가소제 추출 공정까지 완료된 다공성 폴리올레핀 필름의 일면에 상기 슬러리를 3.5㎛ 두께로 단면 코팅하고, 이어서 132.5℃에서 5m/min으로 열고정을 실시하여, 다공성 코팅층이 형성된 두께 14.5㎛의 분리막을 제조하였다. 얻어진 분리막의 다공성 코팅층은 0.4㎛의 평균 기공 크기 및 55%의 평균 기공도를 갖는다.
The slurry was coated on one side of the porous polyolefin film to a plasticizer extraction process in a thickness of 3.5 占 퐉, and then heat-set at 132.5 占 폚 at 5 m / min to prepare a 14.5 占 퐉 thick separation membrane having a porous coating layer. The porous coating layer of the obtained separation membrane had an average pore size of 0.4 mu m and an average porosity of 55%.

실시예 2Example 2

다공층 형성용 슬러리(제온사, PX9022제품)로서 0.5㎛의 평균 입경을 갖는 부틸아크릴레이트와 에틸메타아크릴레이트의 가교 고분자 화합물로 이루어진 유기물 입자, 바인더(폴리부틸아크릴레이트), 분산제(카르복시메틸 셀룰로오스) 및 용매로서 초순수를 18/1.5/0.5/80의 중량비로 준비한 것을 사용하고, 코팅 두께를 4.0㎛로 하여 다공성 폴리에틸렌 필름의 양면에 코팅을 수행하였으며, 열고정 온도를 133℃로 한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 전기화학소자용 분리막을 제조하였다. 얻어진 분리막의 다공성 코팅층은 0.5㎛의 평균 기공 크기 및 61%의 평균 기공도를 갖는다.
As the slurry for forming a porous layer (product of PX9022, manufactured by Zeon), organic particles composed of a crosslinked polymer compound of butyl acrylate and ethyl methacrylate having an average particle diameter of 0.5 mu m, a binder (polybutyl acrylate), a dispersing agent (carboxymethylcellulose ) And ultrapure water as a solvent were prepared at a weight ratio of 18 / 1.5 / 0.5 / 80, and coating was carried out on both sides of the porous polyethylene film at a coating thickness of 4.0 탆. A separator for electrochemical devices was prepared in the same manner as in Example 1. The porous coating layer of the obtained separation membrane had an average pore size of 0.5 mu m and an average porosity of 61%.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1에서 이용된 것과 동일한 폴리올레핀 필름을 130℃에서 열고정한 후, 그 일 면에 실시예 1에 이용된 것과 동일한 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 3.5㎛ 두께로 코팅하고, 70℃에서 5M/min의 조건으로 건조하여 전기화학소자용 분리막을 제조하였다.
The same polyolefin film as used in Example 1 was heat set at 130 DEG C, and then a slurry for forming the same porous coating layer as used in Example 1 was coated on one side to a thickness of 3.5 mu m, To prepare a separator for an electrochemical device.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 2에 이용된 것과 동일한 다공성 폴리올레핀 필름을 130℃에서 열고정 한 후, 그 양 면에 실시예 2에 이용된 것과 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 4.0㎛ 두께로 코팅하고, 이 후, 70℃에서 5M/min의 조건으로 건조시킴으로써 전기화학소자용 분리막을 제조하였다.
The same porous polyolefin film as that used in Example 2 was heat-set at 130 캜, and on both sides thereof, a slurry for forming a porous coating layer as used in Example 2 was coated to a thickness of 4.0 탆, 5M / min to prepare a separator for an electrochemical device.

비교예 3Comparative Example 3

실시예 1에서 이용된 것과 동일한 폴리올레핀 필름을 130℃에서 열고정한 후, 그 일 면에 실시예 1에 이용된 것과 동일한 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 3.5㎛ 두께로 코팅하고, 132.5℃에서 5M/min의 조건으로 다시 열고정하여 전기화학소자용 분리막을 제조하였다.
The same polyolefin film as used in Example 1 was heat set at 130 DEG C, and then the same porous coating layer-forming slurry as used in Example 1 was coated on one side to a thickness of 3.5 mu m, And then a separator for an electrochemical device was fabricated.

비교예 4Comparative Example 4

실시예 1에서 이용된 것과 동일하게 210 ℃에서 압출한 후에, 110 ℃에서 어닐링을 하였다. 어닐링을 한 필름에 실시예 1에 이용된 것과 동일한 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 3.5㎛ 두께로 코팅하고, 115℃에서 연신배율 7배로 연신을 하였다. 그 후에 실시예 1과 동일하게 추출을 하고, 132.5℃에서 5M/min의 조건으로 다시 열고정하여 전기화학소자용 분리막을 제조하였다. 이렇게 제조한 분리막은 코팅 한 후에 연신을 하면서 코팅층이 박리가 되어 외관이 분리막으로서 사용하기에 부적절하였다.
After extrusion at 210 占 폚 as in Example 1, annealing was performed at 110 占 폚. The slurry for forming the porous coating layer as used in Example 1 was coated on the annealed film to a thickness of 3.5 탆 and stretched at a draw ratio of 7 at 115 캜. Thereafter, extraction was carried out in the same manner as in Example 1, and the resultant was again opened at 132.5 ° C at a rate of 5 M / min to prepare a separator for electrochemical devices. The thus-prepared separator was inadequate for use as a separator because the coating layer was peeled off while being stretched after coating.

평가예Evaluation example

전술한 실시예 1과 비교예 1에 따른 전기화학소자용 분리막 각각의 통기시간, 인장강도, 열 수축율 및 수분 함량을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
The aeration time, tensile strength, heat shrinkage and moisture content of each of the separators for electrochemical devices according to Example 1 and Comparative Example 1 were measured, and the results are shown in Table 1 below.

(1) 통기시간 측정 (1) Measurement of ventilation time

통기도 측정기(Maker : Asahi Seiko, Model : EG01-55-1MR)를 이용하여 일정한 압력(0.05MPa)으로 100ml의 공기가 분리막을 통과하는데 걸리는 시간(sec)를 측정하였다. 샘플의 좌/중/우 각 1 point씩 총 3 point 측정하여 평균을 기록하였다.
The time (sec) required for 100 ml of air to pass through the separator was measured at a constant pressure (0.05 MPa) using an air flow meter (Maker: Asahi Seiko, Model: EG01-55-1MR). A total of 3 points were measured for each point of left / middle / right of the sample, and the average was recorded.

(2) 인장 강도 측정(2) Measurement of tensile strength

인장강도 측정기(제조사: Instron : 모델명: 3345 UTM)를 이용하여 500mm/minUsing a tensile strength tester (manufacturer: Instron: model name: 3345 UTM)

속도로 분리막 시편(길이: 12cm, 폭 1.5cm) 시편의 양 끝을 잡아 당겨서 시편이 끊어질 때까지 견디는 힘의 최대값으로 측정되는 강도를 3회 측정하여 평균을 기록하였다.
At the speed, the membrane sample (length: 12 cm, width 1.5 cm) was pulled at both ends of the specimen, and the strength measured as the maximum value of the strength to withstand the specimen was measured three times and the average was recorded.

(3) 열수축율 측정(3) Heat shrinkage measurement

컨벡션 오븐(Convection Oven)을 이용하여 120℃, 60min 조건에서 분리막 시료(크기: 50mm X 50mm)를 보관 후, 꺼내어 상온에서 수축이 가장 심하게 발생한 부분의 길이를 스틸자 등을 이용하여 측정하고 열수축률로 환산하였다. 샘플의 좌/중/우 각 1point씩 총 3point 측정하여 평균을 기록하였다.
The membrane sample (size: 50 mm x 50 mm) was stored at 120 ° C and 60 min using a convection oven and the length of the part where the shrinkage was most severely occurred at room temperature was measured using a steel ruler. The heat shrinkage ratio Respectively. A total of 3 points were measured for each 1 point of left / middle / right of the sample, and the average was recorded.

열수축률(%) = [1- (수축이 가장 심한 부분의 길이)/(최초 길이)] X 100
Heat shrinkage percentage (%) = [1- (length of shrinkage most severe portion) / (initial length)] X 100

(4) 수분 함량 측정(4) Measurement of moisture content

Karl Fisher(Mettler toledo사) 장비를 이용하여 Oven온도 120℃조건에서 blank test를 마친 후 약 0.5~0.6g내외의 분리막이 들어있는 바이알에 질소가스를 투입하고 추출시간은 5분으로 하여 그 수분함량을 측정하였다. 각 분리막 샘플의 좌/중/우 각 1point씩 총 3point 측정하여 평균을 기록하였다.After a blank test at an oven temperature of 120 ° C using a Karl Fisher (Mettler toledo) equipment, nitrogen gas was introduced into a vial containing about 0.5 to 0.6 g of a separation membrane, and the extraction time was set to 5 minutes. Were measured. A total of 3 points were measured for each of the left, middle, and right sides of each membrane sample, and the average was recorded.

조건 Condition 비교예 1
(기존공정: 열고정 → 코팅)
Comparative Example 1
(Conventional process: heat fixation → coating)
실시예 1
(개선공정:코팅 → 열고정)
Example 1
(Improvement process: coating → heat fixation)
구분division 원단fabric 복합막 Composite membrane 복합막 Composite membrane 오븐Oven 열고정오븐Heat-setting oven 코팅건조오븐Coating Drying Oven 열고정오븐Heat-setting oven 오븐 길이Oven length M M 5 5 5 5 1 One 오븐온도Oven temperature 130 130 70 70 132.5132.5 복합 분리막
두께
Composite membrane
thickness
11.011.0 14.514.5 14.514.5
통기시간Ventilation time Sec/100mlSec / 100ml 170170 240240 200200 인장강도The tensile strength MD MD Kg/cm2 Kg / cm 2 1800 1800 1800 1800 2300 2300 TDTD 17001700 17001700 21502150 열수축율
(120℃/1hr)
Heat shrinkage
(120 ° C / 1 hr)
MD MD Kg/cm2 Kg / cm 2 1010 77 66
TDTD 1010 55 33 수분 함량
(120℃/5min)
Moisture content
(120 DEG C / 5 min)
ppmppm -- 825825 770770

표 1에 나타난 결과를 참조하면, 열고정 공정의 순서만을 달리하고 동일한 원료를 사용한 실시예 1과 비교예 1을 비교할 때, 폴리올레핀 필름에서 가소제를 추출한 후에 무기물 입자를 포함한 슬러리를 코팅한 실시예 1이 비교예 1보다 우수한 인장강도 및 열 수축율을 나타냄을 알 수 있다.When comparing the results shown in Table 1 with those of Example 1 and Comparative Example 1 in which the heat fixing process was performed differently and the same raw materials were used, the plasticizer was extracted from the polyolefin film, and then the slurry containing the inorganic particles was coated. Shows a tensile strength and a heat shrinkage ratio that are superior to those of Comparative Example 1.

이러한 인장강도의 향상 및 열 수축율의 감소와 같은 성능 향상은, 추출 원단에 슬러리 코팅을 수행한 후 이를 열고정시키는 공정을 수행함으로써, 열고정 이후 슬러리 코팅을 수행한 후 건조작업을 거치는 종래의 방법(비교에 1)과 비교할 때 더 높은 온도로 열고정을 수행한 결과에서 비롯된 것으로 파악된다.Improvement in performance such as improvement of tensile strength and reduction of heat shrinkage can be achieved by performing slurry coating on the raw material of the slurry and then thermally fixing the slurry, (Comparison 1), it can be concluded that the result is obtained by performing heat fixation at a higher temperature.

아울러, 이러한 높은 열고정 온도를 취하는 경우, 열고정 오븐의 길이를 좀 더 줄일 수 있으므로 공간활용상의 장점이 있으며, 이로써 생산비의 절감이 가능하게 될 뿐만 아니라, 130℃ 보다 높은 온도에서의 건조로 인해 수분 함량이 적어 수분에 민감한 전지에 적용할 수 있는 장점이 있다.In addition, taking such a high heat setting temperature has the advantage of space utilization because the length of the heat-setting oven can be further reduced, which not only makes it possible to reduce the production cost, It has an advantage that it can be applied to a moisture sensitive battery having a low moisture content.

다음은, 전술한 실시예 2와 비교예 2에 따른 전기화학소자용 분리막 각각의 통기시간, 인장강도, 열 수축율 및 수분 함량을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.Next, the aeration time, tensile strength, heat shrinkage, and moisture content of each of the separators for electrochemical devices according to Example 2 and Comparative Example 2 were measured, and the results are shown in Table 2 below.

조건 Condition 비교예 2
(기존공정: 열고정 → 코팅)
Comparative Example 2
(Conventional process: heat fixation → coating)
실시예 2
(개선공정:코팅 → 열고정)
Example 2
(Improvement process: coating → heat fixation)
구분division 원단fabric 복합막 Composite membrane 복합막 Composite membrane 오븐Oven 열고정오븐Heat-setting oven 코팅건조오븐Coating Drying Oven 열고정오븐Heat-setting oven 오븐 길이Oven length M M 5 5 5 5 1 One 오븐온도Oven temperature 130 130 70 70 133133 복합 분리막 두께Composite membrane thickness 12.012.0 20.020.0 20.020.0 통기시간Ventilation time Sec/100mlSec / 100ml 230230 340340 270270 인장강도The tensile strength MD MD Kg/cm2 Kg / cm 2 1800 1800 1850 1850 2300 2300 TDTD 14001400 14501450 18001800 열수축율
(120℃/1hr)
Heat shrinkage
(120 ° C / 1 hr)
MD MD Kg/cm2Kg / cm2 77 55 44
TDTD 55 33 22 수분 함량
(120℃/5min)
Moisture content
(120 DEG C / 5 min)
ppmppm -- 910910 898898

표 2에 나타난 결과를 참조하면, 앞서 표 1에 나타난 결과와 마찬가지로, 코팅 이후에 열고정 공정이 수행된 실시예 2에 따른 분리막이 열고정 공정 이후에 코팅이 수행된 비교예 2에 따른 분리막과 비교할 때, 더 우수한 인장강도, 열 수축율 및 수분 함량 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.The results are shown in Table 2. Referring to the results shown in Table 2, the separation membrane according to Example 2 in which the heat fixation process was performed after the coating was performed after the heat fixation process in Comparative Example 2, In comparison, it can be seen that it exhibits better tensile strength, heat shrinkage and moisture content characteristics.

다음은, 전술한 실시예 1와 비교예 3에 따른 전기화학소자용 분리막 각각의 통기시간, 인장강도, 열 수축율 및 수분 함량을 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.Next, the aeration time, tensile strength, heat shrinkage and moisture content of each of the separators for electrochemical devices according to Example 1 and Comparative Example 3 were measured, and the results are shown in Table 3 below.

조건 Condition 비교예 3
(기존공정: 열고정 →코팅)
Comparative Example 3
(Conventional process: heat fixation → coating)
실시예 1
(개선공정:코팅 → 열고정)
Example 1
(Improvement process: coating → heat fixation)
구분division 원단fabric 복합막 Composite membrane 복합막 Composite membrane 오븐Oven 열고정 오븐Heat-setting oven 코팅건조 오븐Coating Drying Oven 열고정 오븐Heat-setting oven 오븐 길이Oven length M M 5 5 5 5 1 One 오븐 온도Oven temperature 130 130 132.5132.5 132.5132.5 복합 분리막 두께Composite membrane thickness 11.011.0 14.514.5 14.514.5 통기시간Ventilation time Sec/100mlSec / 100ml 170170 255255 200200 인장강도The tensile strength MD MD Kg/cm2 Kg / cm 2 1800 1800 1800 1800 2300 2300 TDTD 17001700 17501750 21502150 열수축율
(120℃/1hr)
Heat shrinkage
(120 ° C / 1 hr)
MD MD Kg/cm2 Kg / cm 2 1010 77 66
TDTD 1010 44 33 수분 함량
(120℃/5min)
Moisture content
(120 DEG C / 5 min)
ppmppm -- 735735 770770

표 3에 나타난 결과를 참조하면, 비교예 3의 경우 기존 130℃ 열고정된 원단 일면에 실시예 1과 동일한 코팅조건으로 복합 분리막을 제조하였다. 이 경우 원단에 슬러리 코팅 전에 열고정(어닐링) 하였기 때문에 피브릴간 결착이 이미 완료된 상태이다. 피브릴간 결착이 완료되면, 추후 Tm 이하의 온도로 열고정을 재 실시하더라도 굵은 피브릴간 재결착이 쉽지 않기 때문에 기계적 강도와 열특성은 크게 향상되지 않는다. 그리고 다공성 코팅층과 다공성 폴리올레핀 필름간의 결착력 또한 형성되지 않으므로 실시예 1과 같은 우수한 물성을 나타내기 어렵다.Referring to the results shown in Table 3, in Comparative Example 3, a composite membrane was prepared under the same coating conditions as in Example 1 on one side of a conventional 130 ° C heat-set fabric. In this case, since fibrillation was carried out before the slurry coating (annealing) on the fabric, the fibril binding has already been completed. When the fibril intergranulation is completed, the mechanical strength and the thermal characteristics are not greatly improved because reattachment between coarse fibrils is not easy even if the heat fixation is performed again at a temperature below Tm. Further, since the binding force between the porous coating layer and the porous polyolefin film is not formed, it is difficult to exhibit the same excellent physical properties as in Example 1.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

Claims (21)

폴리올레핀과 가소제를 함유하는 수지 조성물을 압출하는 단계;
압출된 상기 수지 조성물을 연신하여 폴리올레핀 필름을 수득하는 단계;
수득된 상기 폴리올레핀 필름으로부터 상기 가소제를 추출하여 다공성 폴리올레핀 필름을 수득하는 단계;
상기 다공성 폴리올레핀 필름의 적어도 일 면에 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 코팅하는 단계; 및
상기 슬러리가 코팅된 다공성 폴리올레핀 필름을 열고정하여 다공성 코팅층이 형성된 복합 분리막을 수득하는 단계를 포함하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
Extruding a resin composition containing a polyolefin and a plasticizer;
Stretching the extruded resin composition to obtain a polyolefin film;
Extracting the plasticizer from the obtained polyolefin film to obtain a porous polyolefin film;
Coating at least one surface of the porous polyolefin film with a slurry for forming a porous coating layer; And
Wherein the slurry-coated porous polyolefin film is heat-set to obtain a composite membrane having a porous coating layer formed thereon.
제1항에 있어서,
상기 압출된 상기 수지 조성물의 연신은 MD 방향 또는 TD 방향으로 1회 이상의 일축 연신을 하거나, MD 방향 및 TD 방향으로 1회 이상 이축 연신을 하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the extruded resin composition is subjected to uniaxial stretching at least once in the MD direction or TD direction or by biaxial stretching at least once in the MD and TD directions.
제1항에 있어서,
상기 열고정의 온도는, Tm - 1℃ 이하이고, 이때 Tm은 상기 폴리올레핀의 융점인 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the open and the defined temperature are Tm - 1 DEG C or less, wherein Tm is the melting point of the polyolefin.
제1항에 있어서,
상기 열고정의 온도는 131℃ 내지 134℃인 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the open and the defined temperature ranges from 131 ° C to 134 ° C.
제1항에 있어서,
상기 열고정은 상기 다공성 폴리올레핀 필름에 코팅된 슬러리의 표면에 대하여 수직 방향으로 향하는 열원을 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heat setting is performed using a heat source oriented in a direction perpendicular to the surface of the slurry coated on the porous polyolefin film.
제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 폴리부틸렌; 폴리펜텐: 폴리헥센: 폴리옥텐: 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 4-메틸펜텐, 헥센, 옥텐 중 1종 이상의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the polyolefin is selected from the group consisting of polyethylene; Polypropylene; Polybutylene; A process for producing a separator for electrochemical devices, which comprises: a polyphenylene: polyhexene: polyolefin: at least one copolymer selected from the group consisting of ethylene, propylene, butene, pentene, 4-methylpentene, hexene and octene; Way.
제1항에 있어서,
상기 가소제는 파라핀 오일, 광유, 왁스, 대두유, 프탈산 에스테르류, 방향족 에테르류, 탄소수 10 내지 20개의 지방산류; 탄소수 10 내지 20개의 지방산알코올류; 및 지방산 에스테르류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Examples of the plasticizer include paraffin oil, mineral oil, wax, soybean oil, phthalic acid esters, aromatic ethers, fatty acids having 10 to 20 carbon atoms; Fatty acid alcohols having 10 to 20 carbon atoms; And at least one selected from the group consisting of aliphatic acid esters and fatty acid esters.
제1항에 있어서,
상기 다공성 폴리올레핀 필름의 두께는 5 내지 50 ㎛이고, 기공 크기 및 기공도는 각각 0.01 내지 50 ㎛ 및 10 내지 95%인 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the porous polyolefin film has a thickness of 5 to 50 μm and a pore size and a porosity of 0.01 to 50 μm and 10 to 95%, respectively.
제1항에 있어서,
상기 다공성 코팅층 형성용 슬러리는, 무기물 입자 및 유기물 입자 중 1종 이상의 입자, 바인더 고분자 및 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the slurry for forming a porous coating layer comprises at least one of inorganic particles and organic particles, a binder polymer, and a solvent.
제9항에 있어서,
상기 바인더 고분자는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate), 폴리부틸아크릴레이트(polybutylacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸풀루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 풀루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose), 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체 (acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer), 폴리이미드(polyimide) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The binder polymer may be at least one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-co-trichlorethylene, polymethylmethacrylate, Polybutylene terephthalate, polybutyl acrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, polyethylene oxide (polyethylene) oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylpolyvinylalcohol, No ethylcellulose But are not limited to, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, carboxyl methyl cellulose, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, polyimide, Or a mixture thereof. &Lt; / RTI &gt;
제9항에 있어서,
상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the inorganic particles are inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more and lithium ion transferring ability or a mixture thereof.
제11항에 있어서,
상기 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자가 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more are BaTiO 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT), Pb 1 -x La x Zr 1 -y Ti y O 3 (PLZT), PB (Mg 3 Nb 2/3 ) 3 O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), hafnia (HfO 2 ), SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2, SiC Or a mixture thereof. &Lt; / RTI &gt;
제11항에 있어서,
상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자가 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0<x<2, 0<y<3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 <x<2, 0<y<1, 0<z<3), (LiAlTiP)xOy 계열 글래스(glass) (0<x<4, 0<y<13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0<x<2, 0<y<3), 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), 리튬나이트라이드(LixNy, 0<x<4, 0<y<2), SiS2 계열 glass(LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4), P2S5 계열 glass(LixPySz, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the inorganic particles having lithium ion transferring ability are lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), lithium aluminum titanium phosphate (Li x Al y Ti z (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <1, 0 <z <3), (LiAlTiP) x O y series glass (0 < 0 <y <13), lithium lanthanum titanate (Li x La y TiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), lithium germanium thiophosphate (Li x Ge y P z S w , x <4, 0 <y < 1, 0 <z <1, 0 <w <5), lithium nitrides (Li x N y, 0 < x <4, 0 <y <2), SiS 2 based glass ( Li x Si y S z, 0 <x <3, 0 <y <2, 0 <z <4), P 2 S 5 based glass (Li x P y S z , 0 <x <3, 0 <y < 3, 0 < z < 7) or a mixture thereof.
제9항에 있어서,
상기 유기물 입자가 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 셀룰로오스, 셀룰로오스 변성체, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아라미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 부틸아크릴레이트와 에틸메타아크릴레이트의 공중합체 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the organic particles are selected from the group consisting of polystyrene, polyethylene, melamine resin, phenol resin, cellulose, cellulose modified product, polypropylene, polyester, polyphenylene sulfide, polyaramid, polyamideimide, polyimide, butyl acrylate, Wherein the copolymer is a copolymer of ethylene and propylene or a mixture thereof.
제1항에 있어서,
상기 무기물 입자 및 유기물 입자의 평균입경이 각각 독립적으로 0.001 내지 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic particles and the organic particles have an average particle diameter of 0.001 to 10 mu m, respectively.
제1항에 있어서,
상기 복합 분리막을 와인딩 및 슬리팅 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of winding and slitting the composite separator. &Lt; Desc / Clms Page number 19 &gt;
제1항에 있어서,
상기 다공성 코팅층 형성용 슬러리를 코팅하는 단계 전에는 열고정하는 단계 및 와인딩 및 슬리팅 하는 단계를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of coating the slurry for forming a porous coating layer does not include a step of heat setting and a step of winding and slitting.
제16항에 있어서,
상기 와인딩 및 슬리팅이 완료된 복합 분리막을 포장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막의 제조방법.
17. The method of claim 16,
The method of claim 1, further comprising packaging the composite separator after completion of the winding and slitting.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막.18. A separator for an electrochemical device, which is produced by the method according to any one of claims 1 to 18. 캐소드, 애노드, 및 캐소드와 애노드 사이에 개재된 분리막을 포함하는 전기화학소자에 있어서,
상기 분리막은 제19항에 따른 전기화학소자용 분리막인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
An electrochemical device comprising a cathode, an anode, and a separator interposed between the cathode and the anode,
The electrochemical device according to claim 19, wherein the separator is a separator for an electrochemical device.
제20항에 있어서,
상기 전기화학소자는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전기화학소자.
21. The method of claim 20,
Wherein the electrochemical device is a lithium secondary battery.
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